土壤气相抽提修复技术及系统设计研究进展
摘要：土壤气相抽提（SVE）是石油类及挥发性有机物污染土壤修复工程中广泛采用的原位或异位治理技术，是用于修复挥发性有机物污染不饱和区土壤的一种新兴环境技术,其有效性在许多实验和现场测试中均被证实。但国内主要停留在实验室研究阶段,对于土壤污染调查及现场试验研究还不够,工程化应用问题急待解决。本文在此背景下探讨了SVE技术的修复机理、影响因素、系统的运行设计以及现场监测。最后展望了SVE技术的应用前景。
关键词：气相抽提；SVE修复机理；SVE影响因素；SVE系统设计；前景展望
随着工业化和城市化进程的加快，城区置换出大量的工业污染土地，挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)污染场地在其中占有较大的比例，如未经修复而直接使用将威胁到场地附近居民的健康安全以及区域的大气环境，如何合理有效修复此类土壤已成为亟待解决的问题。土壤气相抽提技术亦被称为“土壤通风”或“真空抽提”，是一种土壤原位修复技术。该技术是采用空气注射或抽提人为驱动力，将新鲜空气通过注射井注入污染区域，利用真空泵产生负压，在空气流经污染区域时，土壤孔隙中的挥发性有机污染物解析并被夹带于空气流中，经抽取井流回地上，对污染气体进行最终处理，达到清洁土壤的目的［1-2］。目前我国关于土壤气相抽提的研究大都集中在SVE 现场的原位修复，但主要限于研究不同土层的影响半径、气相渗透率等参数，大规模的工程应用相对较少。然而欧美等国家和地区已有很多实践经验。在美国“国家优先名录”污染场地中，SVE技术作为最常用的污染源处理技术占污染源控制项目的25%。因其操作简单，对有机污染土壤治理的广泛性和有效性被美国环保局(EPA)列为“革命性技术”大力倡导应用[3]。鉴于SVE技术的广泛应用本文对其修复机理、影响因素、系统的运行设计以及现场监测等方面进行了综述。
一、SVE修复机理及修复效果的影响因素
1.1SVE修复机理
SVE的运行机理是利用物理方法去除不饱和土壤中VOCs，用引风机或真空泵产生负压驱使空气流过污染的土壤孔隙，从而夹带VOCs流向抽取系统，抽提到地面，然后再进行收集和处理。由于新鲜空气的引入，可考虑原位生物降解。早期SVE主要用于汽油等非水相液体(non-aqueous phase liquids，NAPLs)污染物的去除[4]，目前也陆续应用于挥发性农药污染或有机污染物充分分散等不含NAPL的土壤体系[5]。
1.2 SVE修复效果的影响因素
(1)土壤湿度及地下水深度：土壤水分对SVE修复效果的影响很大，普遍认为增加土壤含水率后会降低土壤通透性，不利于有机污染物的挥发[6]。因此SVE修复效果受土壤孔隙内空气流动的限制。Fischer等用一个砂土箱在不同土壤含水率条件下做了多元化合物SVE实验，通过对实验数据和模型计算，讨论了SVE优化设计的应用[7]。Bohn对此研究表明：当SVE抽气速率过大时，由于土壤湿度降低，可能降低净化效率。由于季节地下水水位的提升，可能导致SVE效率的大大降低[8]。
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